Общие вопросы расчета транспортных машин. Уравнение движения

1. ЛЕКЦИЯ 2

1. Общие вопросы расчета транспортных машин.
Уравнение движения
При перемещении груза любым способом с постоянной
скоростью в общем случае возникают силы сопротивления
движению двух родов: 1) составляющая веса перемещаемого груза
и поступательно движущихся частей транспортного устройства и
2) вызванные силами трения (качения, скольжения).
Перемещение груза может происходить разными способами: на
колесах (единичных или штучных грузов также на катках);
скольжением по желобу, настилу, почве и пр.; в грузонесущей среде
во взвешенном состоянии и частично скольжением (гидро- и
пневмотранспорт); свободным полетом под действием сообщаемой
грузу кинетической энергии (например, на метательных машинах,
на виброконвейерах и др.).
При движении по горизонтали с постоянной скоростью груза
весом G, расположенного в вагоне весом G0, движущая сила
(рис. 1, а) равна

2.

где D – диаметр колес; d – диаметр цапф осей; f – коэффициент
трения в цапфах; k – коэффициент трения качения (выраженный в
тех же линейных единицах, что и D и d, например, в мм).
Рис. 1. Силы сопротивления при движении груза по горизонтальному
и наклонному пути

3.

При движении с постоянной скоростью под действием внешней
силы по наклону под углом β вверх (рис. 1, б) общая сила
сопротивления W складывается из сопротивления составляющей
веса и силы сопротивления от трения
При движении по наклону под углом β вниз
Силы сопротивления движению тягового органа для
транспортных машин непрерывного действия на прямолинейных
участках на длине в 1 м приведены ниже в таблице.

4.

5.

6.

Сопротивления движению тягового органа на барабанах,
звездочках, блоках и на батареях направляющих роликов
Сопротивления при огибании тяговым органом приводных и
направляющих барабанов, блоков или батареях направляющих
роликов определяют в практических расчетах приближенно в
зависимости от натяжения тягового органа и угла обхвата (рис. 2).
На направляющем барабане, звездочке, блоке или батареях
направляющих роликов увеличение натяжения сбегающей ветви
ленты , цепи или каната учитывают введением в расчет
коэффициента потерь k/ >1
Сила сопротивления равна разности натяжения сбегающей и
набегающей ветвей тягового органа, соответственно, на барабанах,
звездочках, блоках и батареях направляющих роликов равна
Значение коэффициента k/ принимается индивидуально для
конкретного конвейера.

7.

Рис. 2. Схемы к определению сопротивлений на криволинейных
участках:
1 – направляющий барабан; 2 – приводной барабан

8.

При неравномерном движении, при движении по криволинейным
участкам, при движении со скоростью более 15 км/ч необходимо
учитывать: инерционное сопротивление (Wj), силы сопротивления
от криволинейных участков (Wк) и силы сопротивления от
воздушной среды (Wв). Выражения для определения этих сил будут
рассмотрены в разделах «Автомобильный транспорт» и
«Железнодорожный транспорт». Уравнение движения в общем
виде запишется:
F = W,
или
F = W0 ± Wi + Wк + Wв ± Wj ,
где F – сила тяги, Н.

9.

2. Производительность транспортных машин
Производительность определяется количеством груза,
перемещаемого в единицу времени (по полезному ископаемому –
т/ч; по вскрыше – м3/ч).
Различают три вида производительности:
– теоретическую (максимальную) – Qтеор;
– техническую (за час работы с учетом технологических простоев) –
Q;
– эксплуатационную (за смену, сутки и т. д.) – Qэ.
Машины циклического действия
Теоретическая производительность
где Wк – вместимость кузова, м3; q – грузоподъемность, т;
Тр – время рейса (транспортного цикла), ч.

10.

Техническая производительность
где kw, kq – соответственно, коэффициенты использования
вместимости или грузоподъемности транспортной машины;
– длительность цикла с учетом технологических простоев.
Эксплуатационная производительность определяется за
длительный период времени (сутки, месяц, год)
где T – время работы в году, определяется с учетом норм
технического проектирования и составляет для карьеров
5500÷6500 ч; kг – коэффициент технической готовности
транспортной машины, характеризующей ее работоспособность,

11.

Машины непрерывного действия
Часовая производительность конвейера Q, т/ч при погонной
загрузке q, кг/м (рис. 3) и скорости движения рабочего органа v, м/с
Q=3,6qv
или
Q=3600Fqvγр т/ч,
где F – площадь поперечного сечения груза на грузонесущем
органе, м2.
Рис. 3. Расположение груза на грузонесущем органе:
а, в – на ленте; б – в желобе; г – в ковше

12.

При перемещении материала по желобу (самотечные установки,
скребковые конвейеры)
Q=3600F0vγΨ т/ч,
где F0 – площадь поперечного сечения желоба, м2;
Ψ – коэффициент заполнения желоба.
Производительность конвейерных установок, перемещающих
груз в сосудах, расположенных на равных расстояниях по длине
тягового органа (ковшовые элеваторы),
где i0 – емкость сосуда, л; a0 – расстояние между сосудами, м;
Ψ – коэффициент заполнения сосуда.
Расчетная часовая производительность транспортной
установки

13.

Мощность приводного электродвигателя определяется по
следующим выражениям:
Для конвейеров
где kм – коэффициент запаса мощности, равен 1,1-1,2;
F – окружное усилие на приводном барабане, звездочки, Н;
ν – скорость движения тягового органа, м/с;
ηп – к.п.д. передаточного механизма.
Для машин циклического действия мощность, потребляемая на
отдельных участках дороги равна
где F – сила тяги на рассматриваемом участке, Н;
ν – скорость движения на рассматриваемом участке, км/